SCR-LNT催化剂及降低氮氧化物排放的后处理系统技术方案

本实用新型专利技术属于发动机尾气处理技术领域，具体涉及SCR

【技术实现步骤摘要】
SCR
‑
LNT催化剂及降低氮氧化物排放的后处理系统


[0001]本技术属于发动机尾气处理
，具体涉及SCR
‑
LNT催化剂及降低氮氧化物排放的后处理系统。

技术介绍

[0002]柴油车包括轻型柴油车和重型柴油车，重型柴油车排放的氮氧化物的浓度较高，为了将其转化为无污染气体如二氧化碳、水和氮气，在车辆的排气系统中使用多种催化剂系统构成尾气排放的后处理系统。
[0003]目前，应用于重型柴油车尾气排放系统的催化技术，主要包括NH3‑
SCR(选择性催化还原)技术、HC
‑
SCR技术和LNT(柴油机稀燃NOX捕集)
‑
SCR技术。其中，NH3‑
SCR技术是以NH3为还原剂在催化剂的作用下选择性地还原NOx生成无毒害的N2和H2O；HC
‑
SCR技术是利用尾气中存在的一些碳氢化合物作为还原剂选择性催化还原NOx的技术；LNT
‑
SCR技术通常包括依次连接的LNT装置、DPF装置(碳烟颗粒补集器)和SCR装置。
[0004]上述催化系统中，NH3‑
SCR在实际应用中需要机动车载重一个尿素罐和一套控制精准的尿素喷射系统，在复杂车况下存在NH3泄漏、造成二次污染的缺陷。HC
‑
SCR技术存在催化剂活性都不够高，温度窗口也较窄，最终导致NOx转化效率低的问题。LNT
‑
SCR技术中LNT装置是利用发动机混合气浓度变化而进行周期性的吸附/>‑
催化还原的一种后处理技术，会存在催化生成NH3不稳定的问题，而且SCR系统吸附NH3主要靠其催化剂表面酸性，但前置的DPF再生时产生的高温会减弱其酸性，造成NOx的转化性能下降，最终影响重型柴油机所产生的高浓度NO
x
的消除，因此，从实际应用的角度来看，重型柴油机高浓度NO
x
的消除技术还有待进一步完善。

技术实现思路

[0005]本技术实施例提供SCR
‑
LNT催化剂及降低氮氧化物排放的后处理系统，旨在能够解决发动机排放高浓度NO
x
时转化效率低、催化涂层活性温度窗口窄的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一方面提供SCR
‑
LNT催化剂，包括催化剂载体、涂覆于上述催化剂载体外的LNT催化剂层，以及设置在上述LNT催化剂层外的SCR催化剂层；其中，上述LNT催化剂层为钙钛矿粉La
0.7
Sr
0.3
CoO3涂层，上述SCR催化剂层包括铜粉涂层和Al2O3涂层。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述LNT催化剂层上设置有第一温度检测装置，所述SCR催化剂层上设置有第二温度检测装置。
[0008]可选的，所述第一温度检测装置或第二温度检测装置采用K型热电偶。
[0009]在一种可能的实现方式中，在所述SCR催化剂层和LNT催化剂层中间还设置有隔热层。
[0010]可选的，所述隔热层为石英棉层，其中，石英棉层的厚度为12～18μm。
[0011]可选的，上述铜粉涂层设于Al2O3涂层的外层，上述铜粉涂层的厚度为25～40μm，上
述Al2O3涂层的厚度为20～60μm。
[0012]在其中一种实施方式中，上述催化剂载体为铜基分子筛，其孔径为1～2mm
×
1～2mm。
[0013]另一方面，本技术还提供一种降低氮氧化物排放的后处理系统，包括上述SCR
‑
LNT催化装置，上述SCR
‑
LNT催化装置设有用于与富燃发动机排放系统连通的入口、以及出口，上述SCR
‑
LNT催化装置内填充上述的SCR
‑
LNT催化剂；
[0014]DPF装置，上述DPF装置设有与上述SCR
‑
LNT催化装置的出口相连通的入口及尾气排出口。
[0015]在其中一种实施例中，所述催化剂无序密填充在所述SCR
‑
LNT催化装置内，其中上述催化剂的为圆柱体结构。
[0016]在一些实施例中，在上述SCR
‑
LNT催化装置的入口处装配第一NOx浓度传感器，在上述DPF装置的入口处装配有第二NOx浓度传感器和，在上述DPF装置的入口和尾气排出口之间连接有压差传感器。
[0017]在其中一种实施例中，上述后处理系统还包括控制器，其中上述第一温度检测装置、第二温度检测装置、第一NOx浓度传感器、第二NOx浓度传感器和压差传感器的输出端分别接上述控制器的相应输入端。
[0018]相比于现有技术，本技术提供的SCR
‑
LNT催化剂及降低氮氧化物排放的后处理系统，具有以下优势：
[0019]由铜粉涂层和Al2O3涂层形成的SCR催化剂层能够在300
‑
350℃以C3H6作为还原剂时表现出最佳NO还原活性，使SCR催化剂层高效地利用尾气中含有的碳氨化合物选择性催化还原部分NOx，减少LNT催化剂层的储存还原压力，并且进入LNT催化剂层NOx浓度的降低能够减少LNT催化层上NOx的逸出，使LNT催化剂层在稀燃阶段对NOx的储存效率和富燃阶段对NOx的还原效率均得到提升，而且通过非贵金属钙钛矿粉La
0.7
Sr
0.3
CoO3涂层形成的LNT催化剂层，能够在以C3H6作还原剂时几乎无N0生成，在300
‑
400℃表现出最佳NO转化性能，使催化系统的转化效率最大化。因此，通过本技术的SCR催化剂层、LNT催化层与SCR
‑
LNT催化装置的结合大大提高了NOx转化效率，能够解决消除重型柴油车辆的富燃发动机排放的高浓度NOx的问题，并且在一定程度拓宽了催化涂层的活性温度窗口。
附图说明
[0020]图1为SCR
‑
LNT催化剂的横截面示意图；
[0021]图2为SCR
‑
LNT催化剂的纵截面示意图；
[0022]图3为降低氮氧化物排放的后处理系统的示意图；
[0023]附图标记说明：
[0024]11
‑
催化剂载体；12
‑
LNT催化剂层；13
‑
石英棉层；14
‑
SCR催化剂层；15
‑
第一温度检测装置；16
‑
第二温度检测装置；
[0025]21
‑
第一NOx浓度传感器；22
‑
SCR
‑
LNT催化系统；23
‑
第二NOx浓度传感器；24
‑
DPF装置；25
‑
压差传感器；26
‑
控制单元。
具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SCR
‑
LNT催化剂，其特征在于，包括催化剂载体、涂覆于所述催化剂载体外的LNT催化剂层，以及设置在所述LNT催化剂层外的SCR催化剂层；其中，所述LNT催化剂层为钙钛矿粉La
0.7
Sr
0.3
CoO3涂层，所述SCR催化剂层包括铜粉涂层和Al2O3涂层。2.如权利要求1所述的SCR
‑
LNT催化剂，其特征在于，所述LNT催化剂层上设置有第一温度检测装置，所述SCR催化剂层上设置有第二温度检测装置。3.如权利要求2所述的SCR
‑
LNT催化剂，其特征在于，所述第一温度检测装置或第二温度检测装置采用K型热电偶。4.如权利要求1所述的SCR
‑
LNT催化剂，其特征在于，在所述SCR催化剂层和LNT催化剂层中间还设置有隔热层。5.如权利要求4所述的SCR
‑
LNT催化剂，其特征在于，所述隔热层为石英棉层，所述石英棉层的厚度为12～18μm。6.如权利要求1～5任一项所述的SCR
‑
LNT催化剂，其特征在于，所述铜粉涂层位于Al2O3涂层的外层，其中，所述铜粉涂层的厚度为25～40μm，所述Al2O3涂层的厚度为20～60μm。7.如权利要求1所述的SCR
‑
LNT催化剂，其特征在于，所述催化剂载体为铜基分子筛，其孔径为1～2m...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世龙，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：